【手続補正書】
【提出日】平成18年7月10日(2006.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン発生素子から気体の放電によって発生した正イオンと負イオンを空気、窒素などの気流により搬送して、当該イオン発生素子から離れた位置に置かれた物体表面の静電気の除去を行う除電装置において、
当該イオン発生素子が、平面上に一方向に向けて配設されると共に微細な突起を有する放電電極と誘導電極とそれらに挟まれた薄い誘電体膜とを有している微細電極イオン発生素子であって、放電電極に印加する電圧が正のパルス状波形である正イオン発生用微細電極イオン発生素子と、放電電極に印加する電圧が負のパルス状波形である負イオン発生用微細電極イオン発生素子とを１組として構成されており、
当該正イオン発生用微細電極イオン発生素子と、負イオン発生用微細電極イオン発生素子とを１組とするイオン発生素子が、前記各放電電極を含む平面が気流の方向と平行であり、且つ該放電電極の配設方向が気流の方向と垂直になるように少なくとも１組以上配置されており、
当該イオン発生素子の放電電極に印加する電圧を調整する事で気流の下流側の位置における正負イオンのバランス制御が可能な構成であることを特徴とする除電装置。
【請求項２】
放電電極に印加する電圧が正のパルス状波形である正イオン発生用微細電極イオン発生素子と、放電電極に印加する電圧が負のパルス状波形である負イオン発生用微細電極イオン発生素子とを１組として構成されている２線タイプのイオン発生素子が、２組又はそれ以上の複数組配置されていることを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第２の目的は、誘電体を微細な突起を有する放電電極で挟み込んだ構造を有する素子の問題点であるところの、遠方の対象物の除電を可能とし、さらにそのイオンバランスの制御を簡便化し、これらの結果として、製造プロセスへの適用が可能な除電装置を提供することである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明は、下記構成を有する。
１．イオン発生素子から気体の放電によって発生した正イオンと負イオンを空気、窒素などの気流により搬送して、当該イオン発生素子から離れた位置に置かれた物体表面の静電気の除去を行う除電装置において、
当該イオン発生素子が、平面上に一方向に向けて配設されると共に微細な突起を有する放電電極と誘導電極とそれらに挟まれた薄い誘電体膜とを有している微細電極イオン発生素子であって、放電電極に印加する電圧が正のパルス状波形である正イオン発生用微細電極イオン発生素子と、放電電極に印加する電圧が負のパルス状波形である負イオン発生用微細電極イオン発生素子とを１組として構成されており、
当該正イオン発生用微細電極イオン発生素子と、負イオン発生用微細電極イオン発生素子とを１組とするイオン発生素子が、前記各放電電極を含む平面が気流の方向と平行であり、且つ該放電電極の配設方向が気流の方向と垂直になるように少なくとも１組以上配置されており、
当該イオン発生素子の放電電極に印加する電圧を調整する事で気流の下流側の位置における正負イオンのバランス制御が可能な構成であることを特徴とする除電装置（２線タイプのイオン発生素子を有する除電装置）。
２．放電電極に印加する電圧が正のパルス状波形である正イオン発生用微細電極イオン発生素子と、放電電極に印加する電圧が負のパルス状波形である負イオン発生用微細電極イオン発生素子とを１組として構成されている２線タイプのイオン発生素子が、２組又はそれ以上の複数組配置されていることを特徴とする前記１に記載の除電装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の参考例としては、下記参考例１が挙げられる。
参考例１
イオン発生素子から気体の放電によって発生した正イオンと負イオンを空気、窒素などの気流により搬送して、当該イオン発生素子から離れた位置に置かれた物体表面の静電気の除去を行う除電装置において、
当該イオン発生素子が、平面上に相互に交差することがないように一方向に向けて配設されると共に微細な突起を有する２つ以上の放電電極とその放電電極を共有する１つの誘導電極を有した正イオン発生用微細電極イオン発生素子・負イオン発生用微細電極イオン発生素子で構成されており、
当該イオン発生素子が、前記各放電電極を含む平面が気流の方向と平行であり、且つ放電電極の配設方向が気流の方向に対して平行になるように少なくとも１つ以上配置されており、
当該イオン発生素子の放電電極に印加する電圧を調整する事で気流の下流側の位置における正負イオンのバランス制御が可能な構成であることを特徴とする除電装置（３線タイプのイオン発生素子を有する除電装置）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明では、微細な突起を有する放電電極と設置極で薄い誘電体を挟んだ微細構造を有するチップ型の正イオン発生用微細電極イオン発生素子・負イオン発生用微細電極イオン発生素子からなるイオン発生素子（２線タイプ）を採用すると共に、このイオン発生素子を有効に配置することで、誘電体をバリアとする放電、すなわち誘電体バリア放電を発生させ、効率的に高濃度イオンの発生を可能とした。また、１つの素子に複数の電極を搭載することが可能となり、一般的に用いられている交流の他に、直流やパルス電圧を印加する場合においても、イオンバランスの制御が容易となった。さらに、イオン発生素子を小型化したことにより、構造が簡単でメンテナンス性が革新的に向上し、放電が複数の場所で行われるため、針型電極に見られる局所的な埃の蓄積の問題を低減することに成功した。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
すなわち、本発明は、誘電体をバリア層とする微細電極を用いた正イオン発生用微細電極イオン発生素子・負イオン発生用微細電極イオン発生素子からなるイオン発生素子、電源、及び生成したイオンを搬送するための気流発生装置（気流供給機構）で構成される帯電物表面の静電気の除去装置であって、２線タイプのイオン発生素子の有効な配置によって、高濃度の正イオンと負イオンをバランス良く発生させ、メンテナンス性が容易であるイオン発生素子を有する除電装置を提供できた。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明においては、放電による正イオン発生用微細電極イオン発生素子・負イオン発生用微細電極イオン発生素子からなる２線タイプのイオン発生素子を用い、放射性物質や軟Ｘ線源、真空紫外線などを用いないので、使用認可や取扱認可による除電装置使用の制限がなくなる。また、除電装置の取り扱いや保管が、放射性物質を用いるものよりも容易になる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明においては、放電電極と対極となる接地電極が、薄い誘電体膜（層）を隔てて挟み込まれた正イオン発生用微細電極イオン発生素子・負イオン発生用微細電極イオン発生素子の１組からなる２線タイプのイオン発生素子と、この２線タイプのイオン発生素子の有効配置と、放電電極に波形制御された電圧を印加するための電源装置と、さらに生成した正・負イオンを対象物である帯電体に効率よく搬送するための気流発生装置で構成されるときに、最も良い除電特性を示す。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
イオン発生素子が、微細な突起を有する放電電極と誘導電極とそれらに挟まれた薄い誘電体膜とを有している微細電極イオン発生素子であって、放電電極に印加する電圧が正にバイアスがかかったパルス状波形である正イオン発生用微細電極イオン発生素子１１ａと、放電電極に印加する電圧が負にバイアスがかかったパルス状波形である負イオン発生用微細電極イオン発生素子１１ｂとを１組として構成されており、当該正イオン発生用微細電極イオン発生素子１１ａと、負イオン発生用微細電極イオン発生素子１１ｂとを１組とするイオン発生素子１１が、それぞれの放電電極を含む平面が気流の方向と平行であり、且つ該放電電極の配設方向が気流の方向と垂直になるように少なくとも１組設置（図１、図６参照。但し図１、図６は２組設置の例である。）されており、このように１組でも効果を示すが、図１、図６に示すように、複数組設置することで、より除電性能を向上させることが可能となる。この際の電極の配置としては、図３で詳細に示される２線タイプのイオン発生素子（請求項１に示す発明）に交流電圧もしくは高周波電圧を印加して正・負イオンを発生させても良いし、パルス電圧によって、正、負それぞれの単極イオンを交互に発生させても良い。参考例としての配置は、図４に示す３線タイプのイオン発生素子（参考例１）にそれぞれ正、負のパルス電圧を加えて、放電電極を含む平面が気流の方向と平行であり、且つ該放電電極の配設方向が気流の方向と平行になるように設置した場合であり、正負それぞれのイオンを高濃度に発生させることが可能となる。この図４に示す３線タイプのイオン発生素子の場合、各放電電極を含む平面が気流の方向に対して平行なだけでは足りず、放電電極の配設方向が気流の方向と平行になるように配置する（図５参照）必要があり、このイオン発生素子の放電電極の配設方向を気流に対して垂直に設置した場合には、生成したイオンが下流側の電極から発生する逆極性のイオンによって捕捉されるため、本発明外となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図４に参考例１としての３線タイプのイオン発生素子の構造を示す。正と負のパルス電圧は放電電極５１および５２に印加される。２線タイプと同様に、薄い誘電体膜（層）５４を介して、これらを取り囲むように接地電極５３を配置する。例えば２線タイプの素子に交流電圧を印加した場合では、正と負それぞれのイオン化電圧が異なるためにイオンバランスの制御には中心電圧のバイアスが必要であるが、３線タイプにおいては、同一の素子内で正負両極のイオンが発生でき、かつそれぞれの電圧によってそれぞれのイオン濃度を独立に制御することが可能となるために、イオンバランスの制御性が向上する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
参考例１としての３線タイプのイオン発生素子でパルス電圧を用いた場合においては、素子電極面と気流方向が平行となる位置のなかでも、特に放電電極の配設方向が気流と平行となるようにイオン発生素子１１を設置（図５参照）した場合に最も高濃度のイオン発生が見られ、正負それぞれのピーク電圧を制御することによって、正負ほぼ同じ濃度のイオン発生が得られた。このパルス波形を図９に示す。この場合、イオン濃度は正負それぞれの極性において、約１×１０６〜３×１０６個／ｍｌの範囲で任意の値に調整することができた。表１においては、正イオン濃度が若干高い値が示されているが、これは後述するように除電性能の評価では、このようなイオンバランスの場合に、最も良い性能が得られたためである。この現象は正イオンと負イオンの物理的性質の相違に依るものであると推測される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
一方、参考例１としての３線タイプのイオン発生素子１１を２本の放電電極の配設方向が気流に対して垂直となるように配置（図７参照）した場合には上流側のイオン、すなわち表１においては負イオンが電場によって捕捉されるために大幅なイオン濃度の低下が見られた。このような状態では除電性能も非常に悪いものとなるのであるが、この現象は気流に対する角度を調整することによってイオンバランスが制御できることを示唆している。さらに２線タイプのイオン発生素子の場合（図６及び図８参照）には、表１に示すように、少なくとも２枚１組用いて、この素子１１ａ、１１ｂから別極性の単極イオンを発生させることで、気流と垂直に設置（図６参照）してもそのバランスを制御することは可能であった。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
表１中、実験Ｎｏ．４の本発明は、放電電極の配設方向が気流と垂直にできるために、長方形の素子を省スペースで設置でき、実験Ｎｏ．２の参考例に比べ、除電装置全体の小型化、薄型化が可能となる点で好ましい。一方、実験Ｎｏ．２の参考例は、実験Ｎｏ．４の本発明に比べ、より多くのイオン発生素子ならびに放電電極を並べて設置することが可能となるため、より広い空間で正負のバランスがとれた高濃度イオンを生成することができる点で好ましい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
【表１】
2006196291.tif 000001
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
表２中、実験Ｎｏ．１３の参考例は、実験Ｎｏ．１５の本発明に比べ、より広い空間でのイオン発生が得られ、これらを気流によって搬送することで除電対象物への単位時間当たりのイオン到達量が増大するため、より短い除電時間が得られる点で好ましい。一方、実験Ｎｏ．１５の本発明は、実験Ｎｏ．１３の参考例に比べてイオン到達量は少ないものの、素子の設置空間が少ないため、装置全体を小型化できる点で好ましい。尚、実験Ｎｏ．１６の比較例は、実験Ｎｏ．１５の本発明に比べ、イオンの空間的なばらつきが大きく、迅速な除電時間が得られない点で劣る。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
【表２】
2006196291.tif 000002
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
本発明の装置において、イオン発生素子からの距離に対する除電特性時間の変化を図１１に示す。生成したイオンを気流で搬送することによって従来品と比較して、より遠方に置かれた対象物の高速な除電が可能であることが分かる。また、図７に示すように、参考例１としての３線タイプイオン発生素子の放電電極の配設方向が気流と垂直になるように設置した場合においては、近距離では同等の性能が得られたが、距離が離れるにつれて従来品よりも除電性能が低下した。これは前述したように正負イオンの打消し合いのため気流搬送が効果的に行われていない結果である。
５０ｍｍ以下の位置においては、気流による混合が均一で無いために実用的ではない。また１ｍ以上離れた位置においては気流の分散とイオンの拡散の影響から除電性能が低下することが分かる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態における除電装置の概略図
【図２】同上の回路図
【図３】正（又は負）イオン発生用微細電極イオン発生素子（１１ａ又は１１ｂ）の電極構造の概略図（２線タイプ）（本発明）
【図４】イオン発生素子（１１）の電極構造の概略図（３線タイプ）（参考例）
【図５】３線タイプのイオン発生素子を用いて、放電電極の配設方向を気流の方向と平行に配置した除電装置の概略図（参考例）
【図６】２線タイプのイオン発生素子を用いて、放電電極の配設方向を気流の方向と垂直に配置した除電装置の概略図（本発明）
【図７】３線タイプのイオン発生素子を用いて、放電電極の配設方向を気流の方向と垂直に配置した除電装置の概略図（比較）
【図８】２線タイプのイオン発生素子を用いて、放電電極の配設方向を気流の方向と平行に配置した除電装置の概略図（比較）
【図９】イオン発生素子（１１）に用いるパルス電圧波形
【図１０】除電評価装置における電荷の減衰曲線
【図１１】除電時間の距離特性
【図１２】従来の針型電極を用いた除電装置の概略図